книги / Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Обогатительные процессы и аппараты

осадка

(типа НОГШ) про­ изводительно стью до 300 м3/ч. Пульпа в них подается внутрь вращающегося шне­ ка 4, а затем через его окна 3 попадает во вращающийся с

большой частотой (800 мин'1) ротор 5 и заполняет его до уровня сливных окон 2. Под действием центробежных сил частицы прижимаются к внутренней стенке ротора, а жидкая фаза переливается через кромку сливных окон 2 и поступает в сборник фугата. Образовавшийся слой осадка из зоны осажде­ ния перемещается шнеком в зону обезвоживания и разгружа­ ется через специальные окна б. Влажность осадка изменя­ ется в пределах 10— 25 %. Увеличение частоты вращения ротора и крупности материала повышает чистоту фугата и снижает влажность осадка; уменьшение крупности мате­ риала, увеличение нагрузки на центрифугу и скорости враще­ ния шнека выше оптимальных оказывают обратное влияние. Подача флокулянтов снижает содержание твердого в фугате.

12.6. Сушка

Сушка основана на испарении влаги в окружающую сре­ ду при нагревании, является дорогостоящей операцией и ис­ пользуется только в тех случаях, когда необходимо предот­ вратить смерзание концентратов, удешевить их перевозку на большие расстояния или когда другие методы обезвоживания не могут обеспечить требуемых кондиций по влажности про­ дуктов.

Для сушки продуктов применяют различные типы печей (подовые, шахтные, барабанные, электрические, кипящего слоя и др.) и труб-сушилок, из которых на обогатительных фабриках наибольшее распространение получили барабан­ ные сушилки, вертикальные трубы-сушилки и сушилки кипя­ щего слоя.

Барабанная сушилка (рис. 12.10, а), широко применяемая для сушки углей, рудных и нерудных материалов широкого ди­ апазона крупности, представляет собой сварной барабан 3 ди­ аметром 1—3,5 м и длиной 4— 27 м, установленный бандажами 4 на опорные ролики 7 с углом наклона 1—5° в сторону раз­ грузочной камеры 6. Вращение барабана с частотой 1—6 мин'1 осуществляется от привода 8, 'находящегося в зацеплении с венцовой шестерней 5. Влажный материал подается в барабан по загрузочному устройству 2; туда же из топки 1 поступает газ-теплоноситель с температурой 600—900 °С. При сопри­ косновении его с материалом происходит испарение влаги, которая вместе с газом отводится естественной или прину­ дительной тягой. Для перемешивания материала и его ин­ тенсивного контактирования с газом-теплоносителем внут­ ренняя поверхность барабана оборудована насадками (рис. 12.10, б), форма которых определяется диаметром барабана и характеристикой подвергаемого сушке материала: круп­ ностью, влажностью, способностью к слипанию, спеканию и пылеобразованию. При вращении барабана материал посте­ пенно перемещается (за 30— 40 мин) к разгрузочной каме­ ре, из которой выгружается с влажностью от 4— 8 до 0,5—- 1,5%.

Барабанные сушилки производительностью 140—230 т/ч экономичны в работе, имеют высокую производительность по испаряемой влаге, удельный расход топлива в них не превы­ шает 0,25 кг/кг.

Газовые трубы-сушилки производительностью до 250 т/ч применяются главным образом на углеобогатительных фаб­ риках для сушки концентратов крупностью до 12— 13 мм. Они состоят из топки со смесительной камерой и вертикально

Рис. 12.10. Схема барабанной сушилки (а) и типы насадок (б)

установленной трубы диаметром 0,65— 1,2 м и длиной от 14 до 35 м.

Горячие газы (600—900 °С) засасываются из топки через нижний конец трубы вентилятором-дымососом вместе с за­ брасываемым в трубу через питатель исходным материалом влажностью 14— 24 %. По мере продвижения в топке вверх по трубе материал высушивается до влажности 4— 9 %.

Сушилки кипящего слоя (рис. 12.11) производительностью до 300 т/ч применяются для сушки углей крупностью до 50 мм и мелкозернистых рудных материалов равномерной крупно­ сти. Они состоят из топливно-смесительной 1 и сушильной 4 камер, разделенных газораспределительной решеткой 2 с пло­ щадью отверстий 5— 11 % от общей ее площади. Исходный материал подается через загрузочное устройство 3 питателем

и под действием потока горячего воздуха или дымовых газов

стемпературой 500—800 °С образует на решетке 2 кипящий слой высотой 30—45 см.

ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ОБОРОТНЫ Х ВОД

Назначением операций пылеулавливания, очистки сточ­ ных и кондиционирования оборотных вод является охрана окружающей среды, обеспечение нормальных условий проте­ кания технологических процессов и охраны труда на обогати­ тельных фабриках.

13.1. Пы леулавливание

Процессы дробления, сухого измельчения, пневматическо­ го обогащения сопровождаются пылевыделением и оснаща­ ются пылеулавливающими (аспирационными) системами.

Сушка продуктов обогащения также всегда сопровожда­ ется выделением большого количества пыли, поэтому все су­ шильные аппараты работают в комплекте с пылеулавливаю­ щими устройствами, из которых наиболее часто на обогати­ тельных фабриках используются пылеосадительные камеры, ци­ клоны, фильтры и мокрые пылеуловители.

Пылеосадительные камеры обычно прямоугольной формы с пирамидальным днищем-бункером или воронками исполь­ зуются для предварительной очистки газа или воздуха от круп­ ной пыли и мелкозернистого материала за счет их осаждения под действием сил тяжести при резком уменьшении скорости газового потока в камере, поскольку ее поперечное сечение во много раз больше сечения входного патрубка. Степень очистки газа от пыли составляет 40—70 %. Осевшая пыль из бункера или воронок удаляется через специальные устройства (затво­ ры, винтовые конвейеры и др.)

Циклоны (рис. 13.1, а) используются для улавливания пыли с нижним пределом крупности частиц до 5 мкм. Пылегазовая смесь в них подается со скоростью до 25 м/с в цилиндрическую

часть I аппарата по касательной к внутренней поверхности вход­ ного патрубка 2 и получает вращательное движение, спускаясь вниз. Возникающие при этом центробежные силы прижимают твердые частицы к стенке и они, перемещаясь по спирали в ко­ ническую часть 4, разгружаются через пылевую насадку 5. Очи­ щенный воздух удаляется из циклона через выходной патру­ бок 3. Степень очистки воздуха, составляющая 60—80 % у ци­ клонов большого диаметра (2—3 м), возрастает до 90—92 % цри использовании циклонов малого диаметра (0,3 —0,5 м) в свя­ зи с резким увеличением центробежной силы в них. Существен­ ный недостаток циклонов малого диаметра — небольшая про­ изводительность — преодолевается объединением их в батареи.

Батарейные циклоны, применяемые для улавливания пыли с нижним пределом крупности частиц до 5 мкм, состоят из большего числа (до 60) отдельных циклонов диаметром 40— 250 мм, работающих параллельно. Запыленный воздух в ба­ тарейный циклон типа ЦГ-1 (рис. 13.1, б) подается через входной патрубок 9 в среднюю часть корпуса 5, ограничен­ ную горизонтальными перегородками 2 и 4, откуда попадает в циклоны 1 по кольцевому зазору между стенкой циклона и выхлопной трубой 3, снабженной винтовым направляющим устройством для придания воздуху вращательного движения.

Р и с. 13.1. Схемы циклона (а) и батарейны х цик лон ов типа ЦГ-1 (б) и

ГТБЦ-50 (в)

Осевшая пыль из циклонов разгружается в бункер 10; очи­ щенный воздух по осевым выхлопным трубам 3 попадает в верхнюю часть корпуса и удаляется или через отверстие 6 в крышке 7, или через патрубок 5. Батарейный циклон ПБЦ-50 (рис. 13.1, в) отличается от рассмотренного тем, что в нем вместо осевых закручивающих устройств используется под­ вод запыленного газа по касательной, как в обычных цикло­ нах. Запыленный газ со скоростью 10— 12 м/с поступает через входной коллектор 1 одновременно во все циклоны б, уста­ новленные наклонно в корпусе 3. Пыль из циклонов попадает в пылесборники 5 и разгружается через шлюзовые затворы 4; очищенный газ удаляется через газоотводящий коллектор 2.

Из пылеулавливающих фильтров наибольшее распростра­ нение на обогатительных фабриках получили рукавные филь­ тры и электрофильтры.

В рукавном фильтре (рис. 13.2, а) корпус 2 разделен вер­ тикальной перегородкой на секции, отделенные горизонталь­ ными перемычками 6 от пылевого бункера 7 со шлюзовым за­ твором 8. Перемычки снабжены патрубками для крепления нижней части тканевых рукавов 5, изготовляемых из хлопча­ тобумажных, шерстяных, синтетических, минеральных (асбесто­ вых), стеклянных фильтровальных тканей и нетканых матери­ алов. Верхняя часть рукавов крепится на встряхивающем ме­ ханизме 4. Запыленный воздух из патрубка 1 распределяется через приемную камеру по рукавам и очищенный от пыли уда­ ляется через патрубок 3. Пыль, осевшую на внутреннюю по­ верхность рукавов, периодически (каждые 3—8 мин) стряхива­ ют в пылевой бункер 7 предварительно отключая автоматиче­ ски подачу пылегазовой смеси и включая подачу сжатого возду­ ха для лучшего удаления пыли с поверхности ткани. В момент стряхивания пыли в одной секции зальщенный воздух подается на очистку в параллельную секцию. Число рукавов в секции рукавного фильтра типа РФГ-У — 14, число секций — 4— 10, общая площадь фильтрующей поверхности — 112—280 м2. Достоинствами фильтров являются высокая степень очистки (до 98 %) от крупной и мелкой пыли при ее различной кон­ центрации в пылегазовой смеси, простота эксплуатации и воз­ можность полной автоматизации; недостатками — необходи­ мость регенерации фильтрующей ткани и периодичность ра­ боты секций фильтра.

Рис. 13.2. Схемы рукавного фильтра (а) и электрофильтра типа Д В П (б)

Пылеулавливание в электрофильтрах основано на заря­ жании частиц пыли в поле коронного разряда и осаждении их на электроде противоположного знака. Осадительные электро­ ды имеют форму пластин или труб диаметром 150—300 мм и длиной 3—4 м, изготавливаются из стали (для нейтральных газов) или свинца (для кислых газов) и обычно заземлены. Коронирующие электроды из нихромовой проволоки толщиной 1,5—2 мм натянуты между пластинами или по оси труб и на­ ходятся под напряжением 50—60 кВ. Коронирующие и осади­ тельные электроды располагаются вертикально. Наибольшее распространение получили пластинчатые фильтры типа УВП (угольный вертикальный пластинчатый) для улавливания взрывоопасной пыли и ДВП (дымовой вертикальный пла­ стинчатый) для улавливания невоспламеняющейся пыли.

Запыленный воздух в электрофильтрах типа ДВП (рис. 13.2, б) подается через входной патрубок 1 корпуса 2 и направ­ ляющими лопастями 9 вводится снизу в вертикальное простран­ ство осадительных электродов 3, выполненных в виде сдво­ енных пластин с узкой щелью между ними для удаления осев­ шей пыли. Коронирующие электроды 4 располагаются между осадительными. Они объединены подвеской 5 и подключены к высокому напряжению через опорно-проходной изолятор 6 и изоляторную коробку 7. Осевшая пыль с осадительных элек­ тродов стряхивается кулачковым механизмом в пылевой бун­ кер 10, очищенный воздух удаляется через верхний патрубок 8. Степень очистки воздуха при производительности фильт­ ров 106—430 м3/ч и незначительном расходе электроэнергии (0,1—0,8 кВт ч на 1000 м3 газа) достигает 99,5 %. Они полностью автоматизированы, могут работать при высокой температуре воздуха (до 170 °С) в условиях его агрессивности и при широ­ ком диапазоне содержаний в нем пыли. Недостатки связаны с большими размерами фильтров, необходимостью высококва­ лифицированного обслуживания и высокой стоимостью их, по сравнению с другими пылеулавливающими аппаратами.

Очистка газа или воздуха в мокрых пылеуловителях осно­ вана на смачивании частиц пыли водой. Достоинством их яв­ ляется высокая степень очистки (98—99 %) газа от пыли, не­ достатком — необходимость обезвоживания для выделения твердых частиц из образующейся суспензии.

При использовании простого мокрого фильтра-барботе- ра (рис. 13.3, а) запыленный газ подают по трубе 3, конец ко­ торой находится в воде, проходит через слой воды в цилинд­ рической части 2 аппарата, освобождается от пыли и выходит по газоходу 1. Частицы пыли оседают в конусе 4 и разгружа­ ются в виде шлама через устройство 5.

В пенном фильтре с решеткой (рис. 13.3, б) запыленный газ или воздух подводится по патрубку 1 со скоростью 2—2,5 м/с под решетку фильтра 7, на которую из патрубка 2 подается вода (800—900 г/м3). В результате взаимодействия газа и воды над решеткой образуется слой пены высотой 100—200 мм, обеспечивающий эффективное удаление твердых частиц из газа. Пена со шламом переливается через порог 6 и удаляется

по патрубку 5, очищенный газ выводится через газоход J, круп. ные частицы попадают в коническую часть 8 фильтра и удаля­ ются через патрубок 9.

В скруббере Вентури (рис. 13.3, в) производительностью 4000 м3/ч запыленный газ или воздух подается в трубу Венту­ ри 7, на выходе которой установлено брызгало 4 для распы­ ления подаваемой воды. Крупные частицы, смачиваясь водой, сразу выпадают в осадок. Более тонкие частицы улавливают-, ся при прохождении газа через решетку корпуса 3 и насадку 2, смачиваемую водой из брызгал 4. Очищенный газ проходит через каплеуловитель 5, камеру б и удаляется в атмосферу. Ча­ стицы осаждаются в шламовый бункер 1, из которого разгру­ жаются специальным устройством.

Аппараты для улавливания пыли используются не только при сушке, но и в схемах пневматической сепарации и обога­ щения, очистки воздуха дробильных отделений, сортировок и обогатительной фабрики в целом. В зависимости от содержа­ ния, крупности и ценности пыли применяются одно-, двух- и трехступенчатые схемы пылеулавливания, обеспечивающие очистку воздуха до санитарных'норм.

Рис. 13.3. Схемы простого м окрого ф ильтра-барботера (а), пенного филь­ тра с реш еткой (б) и скруббера Вентури (в)